Mit dem Leichtbauroboter in eine neue Ära der Automatisierung

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Im Jahr 1973 war es dann so weit, der erste Kuka-Roboter erblickte das Licht der Welt. Nachdem die Augsburger bereits langjährige Erfahrung mit dem Einsatz von Fremdfabrikaten gesammelt hatten, waren schliesslich Forderungen aus der Automobilindustrie nach leistungsstarken und zuverlässigen Robotern der Anlass für die Entwicklung eines eigenen Industrieroboters mit dem Namen Famulus. Er ist der erste Roboter mit sechs elektromotorisch angetriebenen Achsen. Von den zwei gebauten Prototypen dient ein Gerät dazu, auf Messen und bei Vorführungen das Anforderungsprofil an Industrieroboter mit Anwendern zu diskutieren. Der zweite Famulus arbeitet in der Karlsruher Stahlflaschenfertigung der IWKA.

Wie sich bald zeigt, entspricht der Famulus nicht im vollen Umfang den Anforderungen. Kuka entscheidet sich daher für die Entwicklung eines neuen Robotertyps: des IR 6/60. Er hat ebenfalls sechs elektromechanisch angetriebene Achsen und ist mit einer Winkelhand ausgerüstet. Die Steuerung kommt von Siemens. Im Normalbetrieb kann er Lasten bis 60 kg, bei langsamer Fahrweise sogar bis 100 kg bewegen.

Robotersteuerung auf PC-Basis ist kleine Revolution

Für einen Quantensprung sorgte die Kuka Roboter GmbH, zu Jahresbeginn erst als eigenständiges Unternehmen gegründet, auf der Hannover-Messe 1996. Es wurde eine neue Roboterbaureihe präsentiert, die sich durch eine sehr bedienerfreundlich konzipierte Steuerung auszeichnete. Vereinfachte und optimierte Mechanik, dynamische und präzise Antriebe, Energiezuführungen innerhalb der Robotermechanik, kompakte Abmessungen bei sehr grossen Arbeitsbereichen und hohen Traglasten, einfache mechanische sowie steuerungs- und softwaretechnische Integration in Zellen und Anlagen waren die hervorstechenden Merkmale.

Dazu kam als kleine Revolution eine Steuerung auf PC-Basis und eine für jeden Anwender verständliche Benutzerführung unter Windows. Massstäbe setzte auch das Programmierhandgerät für den Einricht- und Ser-vicebetrieb, in das eine sogenannte 6D-Maus integriert war. Diese erlaubte dem Bediener das Verfahren des Roboters im 1:1-Betrieb, und zwar mit allen sechs Achsen.

So waren bei Kuka die Grundlagen geschaffen, um Mechanik und Steuerungstechnik zu einer neuen Generation von Robotern zusammenzuführen. Basierend auf dem Forschungsprojekt Leichtbauroboter (LBR) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelten ab 2005 die Industriepartner Kuka und Daimler ein serienreifes Produkt.

„Der modulare Leichtbauroboter hat sieben Drehgelenke und ist in Grösse, Kraft und Bewegungsmöglichkeiten dem menschlichen Arm sehr ähnlich“, beschrieb damals Prof. Dr. Gerd Hirzinger, Leiter des Instituts für Robotik und Mechatronik am DLR, die Eigenschaften. Der in der Version LBR 4 nur 14 kg wiegende Roboter hat eine Nutzlast von 7 kg und verfügt über eine programmierbare Nachgiebigkeit. Durch seine integrierte Sensorik mit zwei Winkelsensoren und einem Momentensensor pro Gelenk sowie sechs Kraftmomentensensoren ist er in der Lage, äusseren Kräften nachzugeben.

Fingerspitzengefühl des Menschen mit Leistung des Roboters kombiniert

Zu ihrem weltweit ersten Serieneinsatz kamen zwei Leichtbauroboter dann 2009 in der Hinterachsgetriebemontage im Mercedes-Benz-Werk Untertürkheim, Werkteil Esslingen-Mettingen. War die Synthese der hohen Produktivität automatisierter Lösungen mit der Flexibilität der manuellen Montage bis dahin ein nicht gelöstes Problem, so sollte das neue Robotersystem mit sensitiven Eigenschaften diese Lücke schliessen. „Der Leichtbauroboter mit dynamischer Kraft-Momenten-Sensorik verbindet das Fingerspitzengefühl eines Menschen mit der Leistungsfähigkeit eines Roboters”, urteilte Dr. Michael Zürn, Leiter Produktions- und Werkstofftechnik bei der Daimler AG, bei der damaligen Pressekonferenz.

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